WO1986002991A1 - Dispositif de fixation sur une paroi-support d'un element d'isolation forme de fibres - Google Patents

Dispositif de fixation sur une paroi-support d'un element d'isolation forme de fibres Download PDF

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WO1986002991A1
WO1986002991A1 PCT/FR1985/000313 FR8500313W WO8602991A1 WO 1986002991 A1 WO1986002991 A1 WO 1986002991A1 FR 8500313 W FR8500313 W FR 8500313W WO 8602991 A1 WO8602991 A1 WO 8602991A1
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fixing
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Patrick Berthe
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Lafarge Refractaires Fibres Ceramiques
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003—Linings or walls
    • F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
    • F27D1/0009—Comprising ceramic fibre elements
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    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings

Definitions

  • the present invention relates to a device for fixing an insulating element formed on fibers, in particular ceramic fibers, to a support wall.
  • One of the usual techniques for thermal insulation of high temperature enclosures consists in placing a layer of insulating material based on refractory ceramic fibers on the hot face of a support wall which may be made of refractory steel. - silent, this layer being obtained by laying elements in the form of a parallelepiped called "modules" obtained either by cutting out sheets of needled fibers, stacked or more, for example in accordion, or by forming blocks in which the fibers are linked together, for example using a small amount of a binder, which does not reduce the flexibility of the module.
  • these modules the dimensions of which, in two directions parallel to the wall-support are, for example 300 x 300 mm or 600 x 600 mm, are fixed individually to the support wall of the thermal enclosure by means of a device.
  • metal attachment inserted on the one hand, into the module itself by gluing or by a mechanical system, and fixed on the other hand to the shielding at the time of construction of the wall by welding, screwing, or any other way.
  • the modules have an independent fixing, and they are therefore independent of each other, their connection between them being effected only by contact and friction of the strips of ' ceramic fiber more or less compressed and tightened together on others.
  • This has the disadvantage that if a fixing fails, there is a risk of seeing the corresponding module detach from the wall, which can
  • the object of the invention is to produce a positive fixing device, which avoids this drawback by allowing a provisional holding of a module, even in the event of failure of its fixing to the wall, this device also being " at least as inexpensive and easy to implement as existing devices.
  • the invention thus provides a fastening device on a supporting wall of an insulating member formed of fibers, this device comprising a piecech ⁇ Metallic which a first part is able to pene- "trate within said module by removing the fi ⁇ bers and a second part of which is calculated to be fixed to the wall by welding or using a fastening member such as a screw head which has the particularity that said part of the metal part is capable of penetrating into the element parallel to the wall and at a certain distance from this wall over a length greater than that of the element in the direction in which it passes through it, in that the metal part comprises a third part capable of co-operating with one end of another metal part which has passed through an adjacent element, said third part connecting the first and second parts together.
  • the third part ' is available in a plane perpendicular to that of the support wall, and is intended to be placed in the junction plane between two adjacent modules.
  • the metal part as a whole, is obtained from a single metal rod, suitably bent.
  • the first part is made up of " two branches parallel to each other and
  • Fig. 1 is a perspective view showing a metal part according to the invention and a module not engaged in the part;
  • FIG. 2 is a view similar to that of FIG. 1 but with the module engaged in the part;
  • Fig. 3 is a partial sectional view of an enclosure wall constructed using the device of the invention.
  • Fig. 4 is a perspective view, from another angle than Figures 1 and 2, showing the cooperation of two parts.
  • the metal part 1 visible in the figures is obtained by bending a refractory steel rod.
  • curved part 4 has two parallel branches 2, 3, of the same length, one end of which " ends in point and the other end of which is connected to a curved part 4, 5.
  • These curved parts have the shape of an arc of circle extending over a little more than 180 °, with an internal radius close to the half-diameter of the branches 2, 3 for a reason which will be explained later.
  • the curved parts 4, 5 are situated in a plane perpendicular to that of the two branches 2, 3 and their open part
  • connection part 8 comprises two curvatures 9 , 10 in the shape of a U, situated in a plane parallel to that of the branches 2, 3.
  • One of these bends, 9, is open in the direction of the branches 2, 3 and the other 10, in the opposite direction.
  • the whole of the part 1 is symmetrical with respect to the mediating plane of the branches 2, 3, apart from the curvatures 9, 10.
  • FIG. 1 shows, next to a part 1, a module 11 of ceramic fibers in the shape of a rectangular parallelepiped, formed of a stack of fiber plates cut in the shape of a rectangle and linked between them.
  • FIG. 2 shows the same module 11 into which the branches 2, 3 have penetrated.
  • the branches 2, 3 are of sufficient length so that their end then leaves the module " 11 on the face opposite to that by which they entered and the connecting part 8, with its " curvatures 9, 10 is in the plan of one of the large faces of the module.
  • FIG. 3 further shows a support wall 12 against which is placed a series of modules 11, 11a, 11b held by parts "1, la, lb. These parts '
  • ⁇ - ⁇ ⁇ ⁇ " ⁇ " ⁇ - ' ⁇ - ⁇ > ⁇ " ⁇ ⁇ - 1 are made integral with the support wall 12 by welding or by means of hooking means 13, 14 such as studs or screws whose head is spaced from the support wall by a distance substantially equal to the diameter of the rod from which part 1 is made.
  • the attachment means can cooperate with one or the other of the curvatures 9, 10. These curvatures preferably have an internal radius close to the half-diameter of the rod of the stud or screw 13, 14 and a. curve extending over a little more than 180 ° so as to obtain an elastic blocking.
  • FIG. 4 shows the way in which two metal parts 1, 1 cooperate when the installation is finished.
  • the branches 2, 3 of the part 1 after having passed through the module 11, not shown in this figure, penetrate into the curved parts 4a, ' 5a of the adjacent part 1a.
  • the end of the branches 2, 3 of the part 1. is slightly separated from the rest position, and this end is placed parallel to the branches 2a, 3a of the part la, and in contact with them.
  • the friction of the ends of the branches 2, 3 of the part 1 against the curved parts 4a, 5a and the branches 2a, 3a of the part contributes to keeping the part 1 in place relative to the part 1a.
  • the curved parts 4a, 5a have the shape of an arc of a circle which extends over more than 180 ° the branches 2, 3 can only penetrate inside these curved parts or leave it by a displacement ⁇ along the axis of the branches.
  • the device of the invention to build the insulation of an enclosure, one begins by placing, by welding for example, fixing studs 13 on the wall (fig.
  • the fixing means are not studs fixed beforehand, but self-tightening screws.
  • the manufacture of the modules is extremely easy, the metal attachment device being put in place after the constitution of the fiber module itself.
  • This underlay may also have been placed on the module during manufacture.
  • each module on the shielding of the oven can be done in any way by " stud welded on the " shielding and nut. By screw passing through the shield and nut-By self-tapping screw-By welding, either manual or automatic, without this list being exhaustive.

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Abstract

Dispositif de fixation sur une paroi-support d'un élément d'isolation formé de fibres comprenant une pièce métallique (1) formée d'une première partie (2, 3) capable de pénétrer dans le module (11) parallèlement à la paroi-support de préférence à la façon des dents d'une fourche, d'une seconde partie (8, 9, 10) qui peut coopérer avec un organe d'accrochage (vis, goujon etc ...) fixe sur la paroi-support, et d'une troisième partie (4 à 7) qui relie les deux premières et peut coopérer avec l'extrémité d'une pièce métallique analogue qui a traversé un élément adjacent.

Description

" Dispositif de fixation sur une paroi-support d'un élément d'isolation formé de fibres "
La présente invention est relative à un dispositif de fixation sur une paroi-support d'un élé- ment d'isolation formé de fibres, notamment de fibres céramiques.
Une des techniques usuelles en matière d'i¬ solation thermique d'enceintes à hautes températures consiste à placer sur la face chaude d'une paroi-sup- port qui peut être en acier réfractaire une couche de matière isolante à base de fibres céramiques réfrac- taires, cette couche étant obtenue par pose d'éléments en forme de parallélépipède appelés "modules" obtenus soit par découpage de nappes de fibres aiguilletées, empilées ou plus, par exemple en accordéon, soit par formage de blocs dans lesquels les fibres sont liées ensemble, par exemple à l'aide d'une faible quantité d'un liant, qui ne réduit pas la flexibilité du module. Habituellement ces modules dont les dimen- sions, dans deux directions parallèles à la paroi-sup¬ port sont, par exemple 300 x 300 mm ou 600 x 600 mm sont fixés individuellement sur la paroi-support de l'enceinte thermique grâce à un dispositif métallique d'accrochage inséré d'une part, dans le module lui-même par collage ou par un système mécanique, et fixé d'au¬ tre part au blindage au moment de la construction de la paroi par soudage, vissage, ou tout autre moyen.
Dans les systèmes existants, les modules ont une fixation autonome, et ils sont donc indépendants les uns des autres, leur liaison entre eux ne se faisant que par contact et frottement des bandes de' fibre céra¬ mique plus ou moins comprimées et serrées les unes sur les autres. Cela a pour inconvénient que si une fixation vient à être défaillante, il y a un risque de voir le module correspondant se détacher de la paroi, qui peut
F£U!L Ξ DU fiirJ^ ACSME T alors être endommagée par la température de l'atmos¬ phère de l'enceinte.
Le but de l'invention est de réaliser un dis¬ positif de fixation, qui évite cet inconvénient en per- mettant un maintien provisoire d'un module, même en cas de défaillance de sa fixation à la paroi, ce dispositif étant par ailleurs "au moins aussi peu coûteux et facile à mettre en oeuvre que les dispositifs existants.
L'invention fournit donc un dispositif de fixation sur une paroi-support d'un élément d'isolation formé de fibres, ce dispositif comprenant une pièce mé¬ tallique dont une première partie est capable de péné- " trer à l'intérieur dudit module en en écartant les fi¬ bres et dont une seconde partie est calculée pour être fixée à la paroi par soudage ou à l'aide d'un organe d'accrochage tel qu'une tê.te de vis qui présente pour particularité que ladite partie de la pièce métallique est capable de pénétrer dans l'élément parallèlement à la paroi et à une certaine distance de cette paroi sur une longueur supérieure à celle de l'élément dans la direction où elle le traverse, en ce que la pièce métal¬ lique comporte une troisième partie susceptible de coo¬ pérer avec une extrémité d'une autre pièce métallique qui a traversé un élément adjacent, ladite troisième partie reliant entre elles la première et-la seconde parties.
" De préférence la troisième partie' est dispo¬ sée dans un plan perpendiculaire à celui de la paroi- support, et est destiné à se placer dans le plan de jonction entre deux modules adjacents.
Suivant une modalité intéressante, la pièce métallique, dans son ensemble est obtenue à partir d'une tige métallique unique, convenablement pliée.
Avantageusement la première partie est cons- tituée de "deux branches parallèles entre elles et dis-
t~~?-- -~~ » ~~ ~^- ~~' ~-~-~~"~. ~ '~-)- L* f~>~T~- -~~ψ~~~- posées pour être parallèles à la surface de la paroi- support, et espacées de cette dernière, la seconde par¬ tie s'étend dans un plan destiné à être tangent à la surface de la paroi-support et est prévue pour être soudée à ladite paroi-support ou pour être traversée par un organe de fixation à celle-ci, et la troisième partie est prévue pour être traversée avec frottement par les extrémités des deux branches constituant la première- partie d'une pièce métallique adjacente. L'invention va. maintenant être décrite plus en détail à l'aide d'un exemple pratique, non limitatif, illustré aux dessins parmi lesquels :
Fig. 1 est une vue perspective montrant une pièce métallique selon l'invention et un module non en- gagé dans la pièce;
' Fig. 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 mais avec le module engagé dans la pièce;
Fig. 3 est une vue en coupe partielle d'une paroi d'enceinte construite en utilisant le dispositif de l'invention;
Fig. 4 est une vue perspective, sous un autre angle que les figures 1 et 2, montrant la coopération de deux pièces.
La pièce métallique 1 visible aux figures est obtenue par pliage d'une tige en acier réfractaire.
Elle comporte deux branches parallèles 2, 3, de même longueur, dont une extrémité se "termine en poin¬ te et dont l'autre extrémité se raccorde' à une- partie incurvée 4, 5. Ces parties incurvées ont la forme d'arc de cercle s'étendant sur un peu plus de 180°, avec un rayon interne voisin du demi-diamètre des branches 2 , 3 pour une raison qu'on expliquera plus loin. Les parties in¬ curvées 4, 5 sont situées dans un plan perpendiculaire à celui des deux branches 2, 3 et leur partie ouverte
r '"? « - --)"-•
Figure imgf000005_0001
est orientée suivant une direction qui fait 45° avec le plan qui contient les branches 2, 3, en allant vers le plan médiateur des deux branches. Les parties incur¬ vées 4, 5 se raccordent chacune, du côté opposé aux branches 2, 3 à une partie rectiligne 6, 7 perpendicu¬ laire au plan qui contient les branches 2, 3.
Les deux parties rectilignes 6, 7 sont de même longueur, et elles sont reliées .entre elles, à leur extrémité opposée aux parties -incurvées, par une partie de. liaison 8, qui est sensiblement rectiligne et a une direction parallèle à l'intersection des deux plans contenant l'un les branches 2, 3 et l'autre les parties rectilignes 6, 7. La partie de liaison 8 compor¬ te deux incurvations 9, 10 en forme de U, situés dans un plan parallèle à celui des branches 2, 3.
L'une de ces incurvations, 9, est ouverte dans la direction des branches 2, 3 et l'autre 10, dans la direction opposée.
L'ensemble de la pièce 1 est symétrique par rapport au plan médiateur des branches 2, 3, à part les incurvations 9, 10.
La figure 1 montre, à côté d'une pièce 1, un module 11 de fibres céramiques en forme de parallélépi¬ pède rectangle, formé d'un empilement de plaques de fi- bres découpées en forme de rectangle et liées entre el¬ les. La figure 2 montre, le même module 11 dans lequel les branches 2, 3 ont pénétré. Les branches 2, 3 sont d'une longueur suffisante pour- que leur extrémité sorte alors du module"11 sur la face opposée à celle par où elles sont entrées et la partie de liaison 8, avec ses "incurvations 9, 10 est dans le plan d'une des grandes faces du module.
La figure 3 montre en outre une paroi-support 12 contre laquelle est placée une série de modules 11, lia, 11b maintenus par des pièces" 1, la, lb. Ces pièces'
~-- ~ ~ ~ " ~ "~ - ' ~- ~ >~" ~~- 1 sont rendues solidaires de la paroi-support 12 par soudage ou grâce a des moyens d'accrochage 13, 14 tels que des goujons ou des vis dont la tête est écartée de la paroi-support d'une distance sensiblement égale au diamètre de la tige dont est faite la pièce 1. Les mo¬ yens d'accrochage peuvent coopérer avec l'une ou l'au¬ tre des incurvations 9, 10. Ces incurvations ont de préférence un rayon intérieur voisin du demi-diamètre de la tige du goujon ou de la vis 13, 14 et une. courbu- re s'étendant sur un peu plus de 180° de façon à obtenir un blocage par élasticité.
La figure 4 montre la façon dont coopèrent deux pièces métalliques 1, la lorsque la mise en place est terminée. Comme on peut le voir sur cette figure, les branches 2, 3 de la pièce 1, après avoir traversé le module 11, non représenté sur cette figure, pénètrent dans les parties incurvées 4a, '5a de la pièce adjacente la. L'extrémité des branches 2, 3 de la pièce 1 . est légèrement écartée de la position de repos, et cette extrémité vient se placer parallèlement aux branches 2a, 3a de la pièce la, et en contact avec elles. Le frotte¬ ment des extrémités des branches 2, 3 de la pièce 1 con- tre les parties incurvées 4a, 5a et les branches 2a, 3a de la pièce la contribue au maintien en place de la pièce 1 par rapport à la pièce la.
Du fait que les parties incurvées 4a, 5a ont la forme d'un arc de cercle qui s'étend sur plus de 180° les branches 2, 3 ne peuvent pénétrer à l'intérieur de ces parties incurvées ou en sortir que par un déplace¬ ment le long de l'axe des branches.
Par conséquent les pièces 1 et la ne peuvent pas se séparer une fois qu'elles ont été fixées à la paroi.
F -ta-.-W--_-— ~-- r -m-~ ~ —-*s--—~-
Figure imgf000007_0001
Pour faciliter 1'introduction des branches 2, 3 dans les incurvations 4a, 5a, on peut, en varian¬ te, prévoir que ces branches sont de longueur légère¬ ment différente. L'opérateur met alors en place la bran- 5 che la. plus" longue, puis la plus courte.
Suivant un premier mode de mise en oeuvre du dispositif de l'invention, pour construire l'isolation d'une enceinte, on commence par placer, par soudure par exemple, des goujons de fixation 13 sur la paroi (fi-
10 gure 5), puis, un module 11. étant fixé avec l'aide de la pièce métallique- 1 correspondante, dont l'extrémité des branches 2, 3 fait saillie sur un côté, on approche un nouveau module lia préalablement équipé avec' sa pièce métallique, et on l'avance de telle façon que les extré-
15 mités des branches 2, 3, qui font saillie du module 11 déjà en place pénètre dans les parties incurvées 4a, 5a de la pièce la du nouveau module, et que, simultanément un goujon 13a pénètre dans l'incurvation 9a de la pièce
. la. Celle-ci se trouve alors fixée par une simple pousse
20 du module lia vers le module 11.
Suivant un autre mode de mise en oeuvre, qui n'exige pas la fixation, préalable du goujon, et donne donc plus de souplesse, les moyens de fixation ne sont pas des goujons fixés au préalable, mais des vis auto-
-25 taraudeuses 14a, 14b, qui sont mises en place dans l'in-- curvation 10 par l'opérateur qui pousse légèrement vers la gauche (sur la figure 3) les fibres du module déjà en place, qui reprennent ensuite leur position par élasti¬ cité. En complément ou en remplacement de celle qui est
30 mise dans 1'incurvation 10, on observera que ce mode opératoire permet la mise en place de deux pièces métal¬ liques 1 dans un même module, dirigées perpendiculaire¬ ment l'un à l'autre.
Dans tous les cas, des pièces 1 de formes
35 spéciales peuvent être prévues pour les angles, orifices et autres points singuliers de l'enceinte, par exem¬ ple, à une extrémité de ligne, pour que la pièce métal¬ lique n'aille pas au-delà de la limite du module, l'in¬ curvation 10 peut être supprimée, et à l'autre extrémi- té de ligne, dans le même but, les branches 2. et 3 peu¬ vent être raccourcies.
D'autres modes opératoires sont, bien enten¬ du, possibles.
Quel que soit le système de fixation retenu, le montage est simplifié car l'opérateur peμt toujours voir la fixation au- moment de l'opération.
Les principaux avantages de l'invention sont les suivants :
- la fabrication des modules est extrêmement facilitée, le dispositif métallique d'accrochage étant mis en place après la constitution du module de fibres lui-même.
- Le montage se fait "en suivant", chaque mo¬ dule étant individuellement comprimé, à la demande, en fonction uniquement de l'entraxe choisi pour les points de fixation au blindage.
- Dans chaque module, la compression des ban¬ des est uniforme, entre elles et sur toute leur surface.
- On peut, à volonté, poser ou non une sous- couche en fibre céramique entre le blindage du four et les modules.
- Cette sous-couche peut aussi avoir été mise -en place sur le module lors de la fabrication.
- La fixation de chaque module sur le blin- dage du four peut être faite de n'importe quelle manière par" goujon soudé sur le" blindage et écrou. Par vis tra¬ versant le blindage et écrou-Par vis autotaraudeuse-Par soudage, soit manuel, soit automatique, sans que cette liste soit limitative.
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Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de fixation sur une paroi-sup¬ port d'un élément d'isolation formé de fibres, ce dis¬ positif comprenant une pièce métallique dont une premiê- re partie est capable de pénétrer à l'intérieur dudit module en en écartant les fibres et dont une seconde- partie est calculée pour être fixée à la paroi par sou¬ dage ou à l'aide d'un organe d'accrochage tel qu'une tête de vis, caractérisé en ce que la pièce métallique, dans son ensemble, est obtenue à partir d'une tige mé¬ tallique "unique, convenablement pliée, pour que ladite première partie de la pièce métallique soit capable de pénétrer dans l'élément parallèlement à la paroi et à une certaine distance de cette paroi sur une longueur supérieure à celle de l'élément dans la direction où el¬ le le traverse, et que la pièce métallique comporte une troisième partie susceptible de coopérer avec une extré¬ mité d'une autre pièce métallique qui a traversé un élé¬ ment adjacent, ladite troisième partie reliant entre el- les la première et la seconde partie.
2. Dispositif selon la revendication 1, ca¬ ractérisé en ce que la troisième partie est disposée dans un plan perpendiculaire à celui de la paroi-sup¬ port, et est destinée à se placer dans le plan .de jonc- tion entre deux modules adjacents.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel la première partie est constituée de deux branches parallèles entre elles et disposées pour être parallèles à la surface de la paroi-support, et espacées de cette dernière, la seconde partie s'étend dans un plan destiné à être tangent à la surface de la paroi-support et est prévue pour être soudée à ladite paroi-support ou pour être traversée dans -un organe de fixation à celle-ci, caractérisé en ce que la troisième partie, prévue pour être traversée avec frottement par les extrémités des deux branches constituant la premiè¬ re partie d'une pièce métallique adjacente, comprend des parties incurvées en forme d'arc de cercle s'étendant sur plus de 180° avec un rayon interne voisin du demi- diamètre des branches, et destiné à être traversé par celles-ci.
4. Dispositif selon la revendication 3, ca¬ ractérisé en ce que les deux branches sont de longueur différente.
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PCT/FR1985/000313 1984-11-06 1985-11-06 Dispositif de fixation sur une paroi-support d'un element d'isolation forme de fibres WO1986002991A1 (fr)

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FR84/16883 1984-11-06

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